Stickoxide sind Luftschadstoffe, welche durch Verbrennungsprozesse entstehen. Eine Möglichkeit, diese aus einem Abgasstrom zu entfernen ist die selektive katalytische Reduktion mit Ammoniak (NH3-SCR). Aktuelle Katalysatorsysteme zeigen gute NOx-Umsätze und N2-Selektivitäten bei Reaktionstemperaturen über 300°C, niedrigere Temperaturbereiche, welche insbesondere bei der Anwendung in mobilen Anwendungen auftreten, zeigen jedoch zum aktuellen Zeitpunkt keine ausreichende Performance. Ein mögliches Katalysatorsystem sind modifizierte Ceroxide. Die Modifikation des CeO2 erfolgt vorrangig durch Dotierung mit Fremdionen und Imprägnierung mit Vanadiumoxid.
Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit dem Einfluss von dreiwertigen Dotierungselementen auf die katalytische Aktivität von Ceroxiden mit und ohne V-Imprägnierung. Als Dotierungselemente wurden Fe3+, Y3+, Co3+, Sb3+ und Bi3+ in unterschiedlicher Konzentration gewählt. Die so entstandenen Mischoxide und festen Lösungen des Typs Ce(1-x)MxO(2-d) wurden katalytischer Testung unterworfen und umfangreich charakterisiert. Um die Struktur der Katalysatoren unter Reaktionsbedingungen zu verstehen, wurden operando DRIFTS, EPR und in situ XANES angewandt.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass für den Träger des Typs Ce(1-x)MxO(2-d) besonders der verfügbare Oberflächensauerstoff mit der katalytischen Aktivität verknüpft ist. So konnte für die Dotierung mit Fe und Sb ein stark erhöhter NOx-Umsatz gemessen werden, währen Y- und Bi-Dotierung einen negativen Effekt hatten.
Für die katalytische Aktivität der V-Imprägnierten Systeme zeigte sich, dass die Redoxaktivität des Dotierungselements in den V4+/V5+-Zyklus eingreifen kann und damit die katalytische Aktivität verringern, so gefunden für die Fe-dotierten Systeme. Das aktivste System war V-imprägniertes, Sb-dotiertes Ceroxid was auf eine hohe Sauerstoffverfügbarkeit und einem aktiven V4+/V5+-Wechsel zurückgeführt werden konnte.